第一章緒論§1-1機械工業(yè)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用§1-2機器的基本組成要素§1-3本課程的內(nèi)容、性質(zhì)與任務(wù)下次課預(yù)習(xí)的內(nèi)容：第三章強度理論3-1，3-2，3-3第一章緒論§1-1機械工業(yè)在現(xiàn)代化建§1-1機械工業(yè)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用地位：在經(jīng)濟建設(shè)和現(xiàn)代化建設(shè)中處于主導(dǎo)性和決定性的作用。

機械制造工業(yè)是為國民經(jīng)濟各部門包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)、商業(yè)以及國防、科學(xué)技術(shù)各行各業(yè)提供技術(shù)裝備的部門，它是各部門實現(xiàn)技術(shù)改造和進行現(xiàn)代化建設(shè)所不可缺少的重要支柱。我國機械工業(yè)在世界排名第五中國工業(yè)競爭力世界排名37，居中等水平；機械工業(yè)---是各行各業(yè)技術(shù)裝備的主要提供者2004年我國機械工業(yè)總產(chǎn)值32711億；2005年我國機械工業(yè)總產(chǎn)值在04年基礎(chǔ)上增加18%。機械工業(yè)產(chǎn)值在全國工業(yè)中的比重超過25%，

§1-1機械工業(yè)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用地位：在經(jīng)濟建設(shè)和現(xiàn)代化重要性:是一個國家現(xiàn)代化水平的主要標(biāo)志；是一個國家綜合國力的具體體現(xiàn)；▲機械制造工業(yè)水平的高低，直接關(guān)系到一個國家人民生活水平的高低；

工業(yè)現(xiàn)代化

農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化

國防現(xiàn)代化

教育和科技現(xiàn)代化綜合國力(ComprehensiveNationalPower)

是指一個主權(quán)國家賴以生存與發(fā)展所擁有的全部實力及國際影響力的合力。綜合國力的內(nèi)涵非常豐富，它的構(gòu)成要素中既包含自然的，也包含社會的；既包含物質(zhì)的，也包含精神的；既包含實力，也包含潛力以及由潛力轉(zhuǎn)化為實力的機制，是一個國家的政治、經(jīng)濟、科技、文化、教育、國防、外交、資源、民族意志、凝聚力等要素有機關(guān)聯(lián)、相互作用的綜合體。重要性:是一個國家現(xiàn)代化水平的主要標(biāo)志；▲機械制造工業(yè)水火箭炮▲機械制造工業(yè)的能力通常標(biāo)志著一個國家生產(chǎn)軍事裝備的能力

火箭炮▲機械制造工業(yè)的能力通常標(biāo)志著一個國家生產(chǎn)軍事裝備的能B-2轟炸機火箭炮B-2轟炸機火箭炮美國空軍F117隱形轟炸機中國空軍沖天飛豹FBC-1戰(zhàn)斗轟炸機B-52轟炸機科索沃戰(zhàn)爭的兩種轟炸機美國空軍F117隱形轟炸機中國空軍沖天飛豹B-52轟炸機科美國陸軍的“阿帕奇”直升機性能也有了長足的提高。新的“長弓”型“阿帕奇”可以同時辨別8公里外的128個目標(biāo)，并能用新型雷達制導(dǎo)的“地獄之火”導(dǎo)彈鎖定移動目標(biāo)。據(jù)美軍計算，新型“阿帕奇”與海灣戰(zhàn)爭中使用的“阿帕奇”A型相比，攻擊能力提高了400%，而生存能力則提高了720%美軍阿帕奇”直升機地獄之火導(dǎo)彈美國陸軍的“阿帕奇”直升機性能也有了長足的提高。新的“長弓”第一次海灣戰(zhàn)爭美軍使用的戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈它的英文原名是“Tomahawk”，意指印第安人用的輕便戰(zhàn)斧。這種戰(zhàn)斧的使用方式不是持握在手中對敵人砍殺，而是在遠(yuǎn)距離投出以擊中敵人。巡航導(dǎo)彈的用處和它差不多。美國人就因此將其取名為戰(zhàn)斧第一次海灣戰(zhàn)爭美軍使用的它的英文原名是“Tomahawk”，洛杉磯攻擊型核潛艇俄軍核潛艇發(fā)射洲際導(dǎo)彈中國核潛艇中國海軍漢級核潛艇洛杉磯攻擊型核潛艇俄軍核潛艇發(fā)射洲際導(dǎo)彈中國核潛艇中國海軍漢

俄羅斯基輔級航空母艦代表了俄羅斯重工業(yè)卓越成就美軍蘭利號航空母艦俄羅斯基輔級航空母艦美軍蘭利號航空母艦▲制造工業(yè)是一個國家科技水平的具體體現(xiàn)。

2003年10月15號神州五號載人飛船發(fā)射成功中國太空飛行第一人楊利偉▲制造工業(yè)是一個國家科技水平的具體體現(xiàn)。2003年10月2005年7月13號美國發(fā)現(xiàn)號航天飛機升空女機長艾林·柯林斯1981年4月12日美國發(fā)射第一艘航天飛機哥倫比亞號2005年7月13號美國女機長艾林·柯林斯1981年4月121961年4月12號前蘇聯(lián)東方一號宇宙飛船環(huán)繞地球飛行108分鐘，這是人類航天史上具有劃時代意義的一天，宣告了人類航天時代的到來。1968年3月27日，加加林在駕駛噴氣式雙座飛機進行訓(xùn)練時墜機身亡，尤里·加加林東方一號宇宙飛船1961年4月12號前蘇聯(lián)東方一號宇宙飛船環(huán)繞地▲要從機械工業(yè)的生產(chǎn)大國變?yōu)樯a(chǎn)強國▲要從進口大國變?yōu)橥赓Q(mào)強國。前途:有高潮低潮，但其地位不會改變，長久不衰.機械工業(yè)十一五規(guī)劃目標(biāo)21世紀(jì)中，機械生產(chǎn)的自動化、信息化和智能化將達到更高的水平，人將在更大程度上不直接面對機器操作，而是借遙控系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)、專家系統(tǒng)和各種各樣的智能機械（包括機器人）去駕御各種能量交換過程和機械加工過程。產(chǎn)品的生產(chǎn)過程將是機械、電子、光學(xué)、流體……的結(jié)合，一切可能的技術(shù)，物理的、化學(xué)的、生物的，都將綜合應(yīng)用到生產(chǎn)過程中來，從而要求大大拓寬機械工程教育的專業(yè)面，拓寬學(xué)生的技術(shù)基礎(chǔ)，發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力?！獜臋C械工業(yè)的生產(chǎn)大國變?yōu)樯a(chǎn)強國前途:有高潮低潮▲機械行業(yè)將進一步向機光電一體化發(fā)展，向光加工、環(huán)保這樣的新興領(lǐng)域拓展。雖然目前機械行業(yè)境況不佳，但經(jīng)過國有企業(yè)的改革，經(jīng)過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與人力資源的配置優(yōu)化，一旦跟上市場經(jīng)濟和信息時代的步伐，定會顯示出強大的生命力▲從機械行業(yè)發(fā)展來看，印刷機械、數(shù)控機床、發(fā)電設(shè)備、工程機械等重頭產(chǎn)品前景看好。下次課預(yù)習(xí)的內(nèi)容：第三章強度理論3-1，3-2，3-321世紀(jì)，世界機械工業(yè)進入前所未有的高速發(fā)展階段，特別是作為有“世界工廠”之稱的中國機械行業(yè)更是迅猛發(fā)展。

中國機械行業(yè)正面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。▲機械行業(yè)將進一步向機光電一體化發(fā)展，向光加工、環(huán)保這樣▲從

由于機械行業(yè)地位的重要性和龐大規(guī)模，機械類大部專業(yè)畢業(yè)生在人才市場上仍屬“熱銷”人才。各方面預(yù)測表明，機械類人才今后仍會有較大需求，特別是高層次技術(shù)人才將成為爭奪的對象。機械行業(yè)對高校畢業(yè)生總體需求較大，

某些門類的工程技術(shù)人員缺口較大，如機械設(shè)計制造與加工專業(yè)人才近年需求很高。

數(shù)控專業(yè)技術(shù)人員短缺。機械行業(yè)的很多企業(yè)均已進行現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)的技術(shù)更新與改造，數(shù)控機床、加工中心等先進設(shè)備逐步替代原有的設(shè)備，具有開發(fā)能力的高級數(shù)控技術(shù)人才成為各企業(yè)爭奪的目標(biāo)。機械行業(yè)技術(shù)人才需求狀況由于機械行業(yè)地位的重要性和龐大規(guī)模，機械類大部專業(yè)機械未來機械行業(yè)最缺的人才：一復(fù)合型管理人才，即既懂技術(shù)又懂管理，能按市場經(jīng)濟規(guī)律組織產(chǎn)品生產(chǎn)、把握企業(yè)方向的高級人才；二具有創(chuàng)新意識的高級技術(shù)人才；三既懂技術(shù)又懂營銷，了解市場行情，又能改進、設(shè)計開發(fā)產(chǎn)品的人才；四高級技工。未來機械行業(yè)最缺的人才：一復(fù)合型管理人才，即既懂技術(shù)又懂管▲流向國有企業(yè)的前列專業(yè)：會計學(xué)、計算機、通信工程、建筑工程、機械設(shè)計及制造、工業(yè)自動化、電氣工程及自動化、電力系統(tǒng)自動化、機械電子工程?！飨驀铱蒲胁块T的前十名專業(yè)：建筑學(xué)、通信工程、建筑工程、機械工程、自動電子工程、計算機科學(xué)與技術(shù)、計算機應(yīng)用、計算機自動化、電氣工程及自動化、工業(yè)自動化。

▲流向三資企業(yè)的前十名專業(yè)：會計學(xué)、計算機科學(xué)與技術(shù)、機械工程自動化、通訊工程、英語、計算機應(yīng)用、國際金融、電氣工程、市場營銷、機械設(shè)計與制造。近年來高校畢業(yè)生就業(yè)流向趨勢▲流向國有企業(yè)的前列專業(yè)：會計學(xué)、計算機、通信工程、▲流向國§1-2機器的基本組成要素機器機構(gòu)構(gòu)件零件組成機器的基本元素：零件零件通用零件專用零件一部機器的性能取決于它的主要零件和關(guān)鍵零件的綜合性能本課程討論的對象：通用零件（一般尺寸和參數(shù)）§1-2機器的基本組成要素機器機構(gòu)構(gòu)件零件組成機器的基本§1-3本課程的內(nèi)容、性質(zhì)與任務(wù)內(nèi)容：1）總論部分2）聯(lián)接部分3）傳動部分4）軸系部分5）其它部分本課程的培養(yǎng)目標(biāo)：1）具有正確設(shè)計思想的創(chuàng)新型人才;2）能運用設(shè)計原理、方法和一般規(guī)律設(shè)計或革新一般機械;3）運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱資料的能力;4）掌握典型機械零件的實驗方法，獲得實驗技能的基本訓(xùn)練；5）了解國際國內(nèi)技術(shù)經(jīng)濟政策和新技術(shù)發(fā)展。§1-3本課程的內(nèi)容、性質(zhì)與任務(wù)內(nèi)容：1）總論部分2）聯(lián)接第二章機械設(shè)計總論§2-1機器的組成§2-2設(shè)計機器的一般程序

§2-3對機器的主要要求§2-4機械零件的主要失效形式§2-5設(shè)計機械零件時應(yīng)滿足的基本要求§2-6機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則§2-7機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則§2-8機械零件的一般設(shè)計步驟§2-9機械零件的材料及其選用§2-10機械零件設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)化§2-10現(xiàn)代設(shè)計方法簡介第二章機械設(shè)計總論§2-1機器的組成§2-2§2-1機器的組成原動機部分傳動部分執(zhí)行部分輔助部系統(tǒng)：潤滑、顯示、照明等控制系統(tǒng)原動機的發(fā)展歷程古代：人力、畜力近代：蒸汽機、內(nèi)燃機現(xiàn)代：電動機、熱力機§2-1機器的組成原動機部分傳動部分執(zhí)行部分輔助部系統(tǒng)機器的傳動部分機械傳動電力傳動液壓傳動以汽車為例：傳動部分：離合器、變速箱、傳動軸、差速器執(zhí)行部分：車輪、懸掛系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)：轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、排檔桿、剎車、踏板、油門輔助系統(tǒng)：速度表、油量表、里程表、后視鏡、車門鎖照明燈、車尾紅燈等原動部分：發(fā)動機（汽油機或柴油機）一汽解放牌卡車機器的傳動部分機械傳動電力傳動液壓傳動以汽車為例：傳動部分：§2-2設(shè)計機器的一般程序

（一）計劃階段（二）方案設(shè)計階段（三）技術(shù)設(shè)計階段（四）技術(shù)文件編制階段一部機器的質(zhì)量取決于設(shè)計質(zhì)量——首要因素制造質(zhì)量——實現(xiàn)保證因素機器的設(shè)計階段是決定機器好壞的關(guān)鍵科學(xué)的設(shè)計程序是提高設(shè)計質(zhì)量必要保證設(shè)計程序一般為：§2-2設(shè)計機器的一般程序（一）計劃階段（二）方案設(shè)（一）計劃階段▲根據(jù)生產(chǎn)和生活的需要，提出新機器目標(biāo)▲針對欲設(shè)計的新機器進行市場調(diào)查研究和分析相關(guān)產(chǎn)品調(diào)查市場需求調(diào)查生產(chǎn)能力和約束條件分析▲形成設(shè)計任務(wù)書上述程序見表2-1（P6）：（二）方案設(shè)計階段本階段的重要程度：對設(shè)計的成敗起到關(guān)鍵作用▲方案設(shè)計過程是在若干方案中確定最佳方案的過程▲方案設(shè)計過程是充分表現(xiàn)創(chuàng)新性的過程（一）計劃階段▲根據(jù)生產(chǎn)和生活的需要，提出新機器目標(biāo)▲針對欲方案設(shè)計階段的具體步驟為：機器的功能分析提出機器應(yīng)達到的必須要求、最低或期望要求分析比較；分析各功能之間有無矛盾；各功能之間是否能相互替代。具體內(nèi)容功能參數(shù)初定若干方案確定可行方案確定方案時的工作順序：執(zhí)行部分（N3）原動部分（N1）傳動部分（N2）方案總數(shù)：從中確定最佳方案方案設(shè)計階段的具體步驟為：機器的功能分析提出機器應(yīng)達到的必須（三）技術(shù)設(shè)計階段技術(shù)設(shè)計階段目標(biāo)：總裝草圖、部件裝配草圖零、部件外形尺寸正式零件工作圖、總裝配圖確定零、部件外形尺寸的工作內(nèi)容：1）機器的運動學(xué)設(shè)計原動機的運動參數(shù)（功率、轉(zhuǎn)速、線速度），各運動構(gòu)件的運動參數(shù)（轉(zhuǎn)速、速度、加速度）；2）動力學(xué)計算主要零件的載荷大小和特性；3）零件的工作能力計算參照零件的失效形式、工作環(huán)境條件依據(jù)強度、剛度、振動穩(wěn)定性、壽命、可靠性原則進行類比計算或理論計算最終確定零件的尺寸；4）繪制部件裝配草圖、總裝配草圖；5）主要零件的校核（四）技術(shù)文件編制階段（三）技術(shù)設(shè)計階段技術(shù)設(shè)計階段目標(biāo)：總裝草圖、部件裝配草圖零§2-3對機器的主要要求（一）使用功能要求（二）經(jīng)濟性要求（三）勞動保護和環(huán)境保護要求（四）可靠性要求軍用起重機橋式起重機（五）其它專用要求§2-3對機器的主要要求（一）使用功能要求（二）經(jīng)濟性（一）使用功能要求滿足使用功能要求的的幾個方面：1

正確選擇機器的工作原理2正確設(shè)計和選用機器的原動機，傳動機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)；3合理配置必要的輔助系統(tǒng)龍門銑床C620車床（一）使用功能要求滿足使用功能要求的的幾個方面：1正確選擇（二）經(jīng)濟性要求提高設(shè)計和制造經(jīng)濟性指標(biāo)的途徑為：盡可能采用現(xiàn)代化新方法，和CAD技術(shù)；2.最大限度采用三化（標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化）零、部件；3.盡可能做到四新（新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)、新材料）；4.合理組織設(shè)計和制造過程。制造經(jīng)濟性要求―表現(xiàn)為機器的低成本使用經(jīng)濟性要求―表現(xiàn)為機器的高生產(chǎn)率、高效率、

低能耗、低維護費用。

簡言之：科學(xué)設(shè)計和制造（二）經(jīng)濟性要求提高設(shè)計和制造經(jīng)濟性指標(biāo)的途徑為：盡可能采用提高使用經(jīng)濟性指標(biāo)的途徑為：合理提高機器的機械化、自動化水平，以提高機器的生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量；2.選用高效率的傳動系統(tǒng)，盡可能減少傳動的中間環(huán)節(jié)，以提高機器的生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量；3.適當(dāng)采用防護措施如潤滑、閉式傳動、表面處理（防護），以延長機器的使用壽命；4.采用可靠的密封，減少或消除滲漏現(xiàn)象；簡言之：合理使用提高使用經(jīng)濟性指標(biāo)的途徑為：合理提高機器的機械化、自動化水平（三）勞動保護和環(huán)境保護要求1.人性化設(shè)計△考慮人的安全需要（水壺鳴哨、電梯超載報警裝置）△考慮人的心理和習(xí)慣（汽車方向盤）2.環(huán)境無毒無害，機器外形滿足人的感官舒適要求（如汽車外形的流線型設(shè)計和色彩）早期福特公司汽車（四）可靠性要求機器可靠性的衡量―可靠度可靠度―在規(guī)定的時間（壽命）內(nèi)和預(yù)定的環(huán)境條件下機器能夠正常工作的概率。機器可靠性固有可靠性―機器出廠時已決定的可靠性使用可靠性―由用戶具體使用狀況（經(jīng)驗、維修能力、操作技能）決定。（三）勞動保護和環(huán)境保護要求1.人性化設(shè)計△考慮人的安全需§2-4機械零件的主要失效形式（一）整體斷裂1.過載斷裂―危險截面上的應(yīng)力超過零件的強度極限2.疲勞斷裂―變應(yīng)力長期作用的結(jié)果，常見實例：螺栓的斷裂、齒輪齒根的斷裂等。2005年11月14日濟寧一駁船船體突然斷裂800噸煤炭沉入京杭運河§2-4機械零件的主要失效形式（一）整體斷裂1.過載斷§2-4機械零件的主要失效形式（一）整體斷裂（二）過大的殘余變形原因：作用在零件的應(yīng)力超過了材料的屈服極限齒輪的滾壓塑性變形主動輪從動輪§2-4機械零件的主要失效形式（一）整體斷裂（二）過大的（三）零件的表面破壞破壞形式：腐蝕、磨損、接觸疲勞腐蝕―發(fā)生在金屬表面的一種電化學(xué)或化學(xué)侵蝕現(xiàn)象腐蝕的形式一般表現(xiàn)為生銹。磨損―兩個接觸表面在作相對運動的過程中表面物質(zhì)喪失或轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。接觸疲勞―兩接觸表面長期在接觸變應(yīng)力作用下，表面產(chǎn)生裂紋、麻點（微粒剝落）現(xiàn)象。

§2-4機械零件的主要失效形式（一）整體斷裂（二）過大的殘余變形（三）零件的表面破壞破壞形式：腐蝕、磨損、接觸疲勞腐蝕―發(fā)生（四）破壞正常工作條件引起的失效常見實例

1.

溫升過高導(dǎo)致滑動軸承動壓潤滑油膜破裂而造成滑動軸承的膠合、磨損、過熱等失效；

2.

所傳遞的有效圓周力大于皮帶鎖具有的極限摩擦力而導(dǎo)致的皮帶打滑；

3.

高速軸的轉(zhuǎn)速等于其自身的固有頻率重合而引起的共振現(xiàn)象?！?-4機械零件的主要失效形式（一）整體斷裂（二）過大的殘余變形（三）零件的表面破壞（四）破壞正常工作條件引起的失效常見實例2.1986年4月26日前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站發(fā)生大爆炸，其放射云團直抵西歐，造成8000人死于輻射導(dǎo)致的各種疾病1986年4月25日，切爾諾貝利核電站第4號反應(yīng)堆的工作人員違反操作規(guī)程連續(xù)切斷反應(yīng)堆的電源，使主要冷卻系統(tǒng)停止工作。于是堆芯溫度迅速升高，造成氫氣過濃，以至26日凌晨發(fā)生猛烈爆炸，爆炸引起機房起火，濃煙使人呼吸困難，放射性物質(zhì)不斷外溢。切爾諾貝利核電站外觀20周年祭1986年4月26日前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站發(fā)

1939年5月23日，美國海軍s-192“角鯊”號潛艇經(jīng)過大修后開始試航，由于通氣管擋板沒有完全關(guān)閉，造成海水涌進主機艙，27人遇難。1942年11月4日，日本海軍“呂-65”潛艇緊急下潛時，由于操作失誤，導(dǎo)致海水涌進艙室，17人遇難。1939年5月23日，美國海軍s-192“角鯊§2-5設(shè)計機械零件時應(yīng)滿足的基本要求（一）避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求1.強度要求2.剛度要求3.壽命要求影響壽命的主要因素材料的疲勞材料的腐蝕相對運動零件接觸表面的磨損§2-5設(shè)計機械零件時應(yīng)滿足的基本要求（一）避免在預(yù)定壽（二）結(jié)構(gòu)工藝性要求

結(jié)構(gòu)工藝性―在既定（現(xiàn)有的）生產(chǎn)條件下，零件能方便、、經(jīng)濟地生產(chǎn)出來，，且能方便的安裝成機器的特性?！?-5設(shè)計機械零件時應(yīng)滿足的基本要求（一）避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求下次課預(yù)習(xí)的內(nèi)容：第三章強度理論3-1，3-2，3-3（二）結(jié)構(gòu)工藝性要求§2-5設(shè)計機械零件時應(yīng)滿足的基本要（三）經(jīng)濟性要求核心問題是要降低零件的生產(chǎn)成本具體措施：應(yīng)按最小消耗原則設(shè)計零件：節(jié)省工時和人工消耗（消除多于操作動作、提高效率）；降低材料消耗：采用少余量或無余量的毛坯或簡化零件結(jié)構(gòu)，以減少加工工時；降低材料費用：盡量采用價廉而供應(yīng)充足的材料代替貴重材料，對大型零件采用組合結(jié)構(gòu)代替整體結(jié)構(gòu)。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化的零部件§2-5設(shè)計機械零件時應(yīng)滿足的基本要求（一）避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求（二）結(jié)構(gòu)工藝性要求（三）經(jīng)濟性要求核心問題是要降低零件的生產(chǎn)成本具體措施：應(yīng)按（四）質(zhì)量小的要求（五）可靠性要求§2-5設(shè)計機械零件時應(yīng)滿足的基本要求（一）避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求（二）結(jié)構(gòu)工藝性要求（三）經(jīng)濟性要求（四）質(zhì)量小的要求（五）可靠性要求§2-5設(shè)計機械零件時§2-6機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則（一）強度準(zhǔn)則（二）剛度準(zhǔn)則―彈性變形量強度準(zhǔn)則是指零件中的應(yīng)力不準(zhǔn)超過允許的限度。強度準(zhǔn)則代表性表達式為剛度準(zhǔn)則是指零件在載荷作用下產(chǎn)生的彈性變形量y小于或等于及其工作性能所允許的極限值[y]。剛度準(zhǔn)則代表性表達式為§2-6機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則（一）強度準(zhǔn)則（二）剛度準(zhǔn)則（一）強度準(zhǔn)則§2-6機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則（二）剛度準(zhǔn)則（三）壽命準(zhǔn)則影響壽命的主要三因素：腐蝕、磨損、疲勞目前，僅有疲勞壽命的計算較為成熟具體方法為：確定出在一定使用壽命下的疲勞極限或額定動載荷（一）強度準(zhǔn)則§2-6機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則（二）剛度準(zhǔn)則（一）強度準(zhǔn)則§2-6機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則（二）剛度準(zhǔn)則（三）壽命準(zhǔn)則（四）振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則共振發(fā)生的原因：零件本身的固有頻率與激振源頻率重合或呈整數(shù)倍關(guān)系時，零件會發(fā)生共振。滿足振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則的條件為：使零件的固有頻率與激振源的頻率錯開。即：零件的固有頻率零件的激震源頻率（一）強度準(zhǔn)則§2-6機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則（二）剛度準(zhǔn)則（一）強度準(zhǔn)則§2-6機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則（二）剛度準(zhǔn)則（三）壽命準(zhǔn)則（四）振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則（五）可靠性準(zhǔn)則可靠性指：一大批N0個零件在一定條件下工作了t時間后，仍有N件能正常工作，則該批零件在該條件下、t

時間的可靠度為：隨著時間不斷延長，N將不斷減少，R↓，R是時間的函數(shù)（一）強度準(zhǔn)則§2-6機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則（二）剛度準(zhǔn)則可靠度：失效率：在dt時間間隔（

）內(nèi)，失效零件數(shù)為dN

則失效率為:浴盆曲線―失效率與時間t的關(guān)系曲線ⅠⅡⅢ第Ⅰ段：早期失效階段第Ⅱ段：正常使用階段第Ⅲ段：損壞階段可靠度：失效率：在dt時間間隔（§2-7機械零件的設(shè)計方法（一）理論設(shè)計1.校核計算FF1）一般校核計算2.設(shè)計計算2）精確校核計算A§2-7機械零件的設(shè)計方法（一）理論設(shè)計1.校核計算§2-7機械零件的設(shè)計方法（一）理論設(shè)計（二）經(jīng)驗設(shè)計

根據(jù)已有零件的設(shè)計和使用經(jīng)驗，用類比的方法（參照同類產(chǎn)品設(shè)計）所進行的設(shè)計叫做經(jīng)驗設(shè)計也叫作類比設(shè)計（三）模型試驗設(shè)計1.先將大型零件做成小模型；2.再將模型放入模擬環(huán)境進行特性試驗；3.根據(jù)實驗結(jié)果修改定型?！?-7機械零件的設(shè)計方法（一）理論設(shè)計（二）經(jīng)驗設(shè)計§2-8機械零件的設(shè)計的一般步驟1.

根據(jù)使用要求選擇零件的類型和結(jié)構(gòu)；2.

根據(jù)機器的工作要求，計算作用在零件上的載荷；3.

分析零件的失效，確定零件的設(shè)計準(zhǔn)則；4.

選擇適用的零件材料；5.

確定零件的基本尺寸；6.

進行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計；7.

校核零件；8.

畫零件的工作圖，并寫出計算說明書。§2-8機械零件的設(shè)計的一般步驟1.根據(jù)使用要求選擇§2-9機械零件的材料及其選用（一）機械零件常用的材料1.金屬材料鋼鐵有色金屬2.高分子材料塑料橡膠合成纖維3.陶瓷材料―優(yōu)點：強、硬、輕；缺點：脆、貴、工藝差4.復(fù)合材料―優(yōu)點：強、剛、輕；缺點：耐熱↓，導(dǎo)熱↓、導(dǎo)電差↓，價格↑§2-9機械零件的材料及其選用（一）機械零件常用的材料1（二）機械零件材料的選用原則1.零件的受載情況和工作狀況△受載的情況指載荷的大小和應(yīng)力的種類脆性材料不易受變載和沖擊載荷△工作狀況指零件所處的環(huán)境(如介質(zhì)、工作溫度、摩擦性質(zhì)等）1）濕熱環(huán)境要求防銹和耐腐蝕：采用合金鋼、銅合金等2）高溫環(huán)境影響：要求相配合兩零件材料線膨脹系數(shù)相近以免產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力。使用要求工藝要求經(jīng)濟性要求選用材料應(yīng)主要考慮的三個方面要求使用要求包括：（二）機械零件材料的選用原則1.零件的受載情況和工作狀況△按使用要求選擇材料的一般性原則：①當(dāng)載荷大，又要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕時，宜選用高強度材料③變載荷②靜載荷載荷分布均勻—選用屈服極限高、材質(zhì)均勻的材料；載荷分布不均勻—應(yīng)采用屈服極限高的材料并用熱處理來提高受載大部位的強度。載荷平穩(wěn)—采用疲勞強度較高的材料（優(yōu)質(zhì)碳素鋼）有沖擊載荷—采用疲勞強度較高并具有一定抗沖擊能力的材料（優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金鋼）

第一次海灣戰(zhàn)爭伊拉克的三道防線按使用要求選擇材料的一般性原則：①當(dāng)載荷大，又要求結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件宜采用、鍛壓或鑄造方法，因而要求材料具有一定的焊接性性能、鍛壓性能和鑄造性能?！珊感圆牧嫌筛咧恋鸵来螢椋旱吞间摗⒏咛间?、鑄鐵、銅合金、鋁合金▲可鍛性材料由高至低依次為：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、▲可鑄性材料由高至低依次為：鑄鐵、鑄鋼、鑄造銅合金和鑄造鋁合金材料的工藝性包括：焊接性能、鑄造性能、鍛壓性能、切削性能和熱處理性能尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件宜采用、鍛壓或鑄造方法，因而▲可焊性材

▲結(jié)構(gòu)復(fù)雜時▲生產(chǎn)批量大時模鍛自由鍛鑄件鍛壓件鑄件模鍛自由鍛焊接√√√√√▲尺寸大時鑄件鍛壓件模鍛自由鍛▲在自動機床上大批量生產(chǎn)的零件應(yīng)具有良好的切削性能切削性能通常指：易斷屑、刀具磨損小等▲選擇材料必須考慮熱處理工藝性能熱處理性能通常指：淬透性、淬硬性、回火脆性、變形開裂性按工藝要求選擇材料的一般性原則：√▲結(jié)構(gòu)復(fù)雜時▲生產(chǎn)批量大時模鍛自由鍛鑄材料的經(jīng)濟性材料的經(jīng)濟性指材料的相對價格▲加工性能優(yōu)先原則：當(dāng)材料的質(zhì)量不大而加工量很大時，其加工性能是首要考慮因素▲局部品質(zhì)原則：當(dāng)對零件的局部品質(zhì)要求較高時，應(yīng)在不同部位采用不同材料或不同的熱處理方法如蝸輪齒圈、滑動軸承內(nèi)表面，硬齒面齒輪等▲材料可獲得性原則商業(yè)因素：市場供應(yīng)的可能性，地理位置、數(shù)量和交付時間等戰(zhàn)略因素：國際局勢、國際政治、戰(zhàn)爭等因素的影響。材料的經(jīng)濟性材料的經(jīng)濟性指材料的相對價格▲加工性能優(yōu)先原則：§2-10機械零件設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)化注意：通用零件設(shè)計須滿足:標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)點1.有利于提高質(zhì)量、降低成本（專門廠家大批量生產(chǎn)）；2.標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，便于比較，提高零件的可靠性；3.縮短設(shè)計周期、提高設(shè)計質(zhì)量，同時簡化維修；目前已頒布的標(biāo)準(zhǔn)1）國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）2）部頒標(biāo)準(zhǔn)（YB、JB）3）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1.按運用范圍分2.按使用的強制性來分1）必須執(zhí)行的：度、量、衡及涉及人身安全等標(biāo)準(zhǔn)2）推薦執(zhí)行的：如標(biāo)準(zhǔn)直徑等§2-10機械零件設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)化注意：通用零件設(shè)計須滿足系列化指同類產(chǎn)品，根據(jù)使用要求采用不同尺寸或結(jié)構(gòu)。通用化指在系列產(chǎn)品或跨系類產(chǎn)品中應(yīng)盡量采用相同結(jié)構(gòu)和尺寸，以減少企業(yè)內(nèi)部的零部件種數(shù)，從而簡化生產(chǎn)管理提高經(jīng)濟效益。標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，即“三化”為我國現(xiàn)行的一項重要的技術(shù)政策。加入世貿(mào)組織后，我們一項重要的工作就是產(chǎn)品的國際標(biāo)準(zhǔn)化我們目前實行的標(biāo)準(zhǔn)要逐步與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。系列化指同類產(chǎn)品，根據(jù)使用要求采用不同尺寸或結(jié)構(gòu)。通用化指在§2-11機械現(xiàn)代設(shè)計方法簡介現(xiàn)代設(shè)計方法是利用現(xiàn)代技術(shù)，如：計算機技術(shù)，現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)，現(xiàn)代應(yīng)用力學(xué)，微電子學(xué)，信息科學(xué)等科學(xué)方面的最新成果和手段對傳統(tǒng)設(shè)計方法進行如下轉(zhuǎn)變：1用動態(tài)計算取代靜態(tài)計算①機器的結(jié)構(gòu)動力學(xué)計算取代靜力學(xué)計算；②以實時在線測試數(shù)據(jù)作為評價依據(jù)。2用定量分析取代定性分析

如以有限元法或邊界元法計算箱體的尺寸和剛度取代經(jīng)驗類比法設(shè)計。3以變量取代常量

如在可靠性設(shè)計中用隨機變量做精確計算的方法取代傳統(tǒng)設(shè)計中的將變量近似為常量的粗略計算方法?！?-11機械現(xiàn)代設(shè)計方法簡介現(xiàn)代設(shè)計方法是利用現(xiàn)代技術(shù)4以優(yōu)化設(shè)計取代可行性設(shè)計用相關(guān)的設(shè)計變量恰當(dāng)?shù)慕⒃O(shè)計目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型，從眾多的可行解中尋求其最優(yōu)解。如優(yōu)化設(shè)計課講授的內(nèi)容5以并行設(shè)計取代串行設(shè)計

并行設(shè)計的實質(zhì)就是在設(shè)計的開始就對產(chǎn)品各個方面的要求，和相互之間的關(guān)系作出全面綜合考慮，如：功能結(jié)構(gòu)、工藝規(guī)劃、制造性能、裝配性能、測試性能、維修性能等。避免串行設(shè)計中的相互干涉、矛盾和返工。能迅速開發(fā)出質(zhì)優(yōu)、價廉、低能耗的產(chǎn)品。6以微觀設(shè)計取代宏觀設(shè)計

如以斷裂力學(xué)理論處理零件本身材料微觀裂紋擴展引起的地應(yīng)力脆斷現(xiàn)象，建立以損傷容限為設(shè)計判據(jù)的設(shè)計方法；潤滑理論中的微—納米摩擦學(xué)等。4以優(yōu)化設(shè)計取代可行性設(shè)計用相關(guān)的設(shè)計變量恰當(dāng)?shù)慕⒃O(shè)計7以系統(tǒng)工程取代分部處理法

將產(chǎn)品的整個設(shè)計工作作為一個單級或多極的系統(tǒng)，用系統(tǒng)工程的觀點劃分其設(shè)計階段及組成單元，通過仿真及自動控制手段，綜合處理系統(tǒng)內(nèi)部各環(huán)節(jié)之間關(guān)系，及系統(tǒng)與外部環(huán)境之間的關(guān)系。8以自動化設(shè)計取代人工設(shè)計按